Устойчивость широко районированных сортов озимой пшеницы различной селекции к эпифитотийно опасным заболеваниям: бурой, желтой, стеблевой ржавчине и желтой пятнистости листьев пшеницы в Краснодарском крае

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений», Краснодар, Россия

Устойчивость широко районированных сортов озимой пшеницы различной селекции к эпифитотийно опасным заболеваниям: бурой, желтой, стеблевой ржавчине и желтой пятнистости листьев пшеницы в Краснодарском крае

Матвеева И.П., Ким Ю.С., Ваганова О.Ф.,

Мирошниченко О.О., Кремнева О.Ю., Волкова Г.В.

Представлены результаты оценки 35 широко районированных сортов пшеницы озимой селекции НЦЗ им. П.П. Лукъяненко (г. Краснодар), АНЦ «Донской» (г. Зерноград Ростовской области), ДЗНИИСХ (п. Рассвет Ростовской области) на устойчивость к наиболее опасным и экономически значимым заболеваниям: бурой, желтой, стеблевой ржавчинам, желтой пятнистости листьев на искусственном инфекционном фоне полевого стационара ФГБНУ ВНИИБЗР. Выявлены 7 сортов озимой пшеницы с устойчивостью к двум патогенам и 4 - к трем патогенам. Сорта с групповой устойчивостью к болезням являются ценным материалом для селекции новых сортов пшеницы. Они также рекомендованы к возделыванию в сельскохозяйственном производстве юга России, где в естественных условиях встречаются сразу несколько патогенов.

Ключевые слова: Озимая пшеница, устойчивый сорт, бурая ржавчина, желтая ржавчина, стеблевая ржавчина, желтая пятнистость листьев пшеницы, Puccinia triticina, Puccinia striiformis, Puccinia graminis, Pyrenophora tritici-repentis.

The paper presents the results of the evaluation of 35 widely distributed wheat varieties of winter breeding of the NGC named after P.P. Lukianenko (Krasnodar), ASC “Donskoy” (Zernograd, Rostov Region), DZSRIA (vil. Rassvet of the Rostov Region) for resistance to the most dangerous and economically significant diseases: brown, yellow, stem rust, yellow leaf spots on artificial infectious against the background of field hospital FSBSI All-Russian Research Institute of Plant Protection. Seven varieties of winter wheat with resistance to two pathogens and 4 to three pathogens were identified. Varieties with group disease resistance are valuable material for breeding of new wheat varieties; they are also recommended for cultivation in agricultural production in the South of Russia, where several pathogens are found under natural conditions at once.

Keywords: winter wheat, resistant varieties, brown rust, yellow rust, stem rust, yellow leaf spot of wheat, Puccinia triticina, Puccinia striiformis, Puccinia graminis, Pyrenophora tritici-repentis.

Озимая пшеница - наиболее ценная продовольственная культура, распространенная в большинстве стран мира. По данным Министерства сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края, в 2015 году в структуре посевных площадей региона озимые колосовые занимали 1,3 млн. га, со средней урожайностью - 59,2 ц/га [1, C. 1].

Среди факторов, значительно снижающих урожайность культуры, особое внимание занимает влияние вредных организмов, вызывающих различные заболевания. Высокая концентрация посевов колосовых культур и благоприятные погодные условия предрасполагают к частым вспышкам болезней. Глобальное потепление климата способствует расширению ареала и увеличению вредоносности заболеваний сельскохозяйственных культур [2, C. 75-78], [3, C. 179].

Для территории России описаны более 41 вида фитопатогенов на пшенице, среди которых ежегодно увеличивается численность популяций различных видов ржавчин [4, C. 29-32]. На юге России (Краснодарский и Ставропольский край, республика Адыгея и Ростовская область) желтая пятнистость листьев (Pyrenophora tritici-repentis Died.) доминирующим заболеванием в составе патогенного комплекса на пшенице. Впервые на Северном Кавказе данный патоген был выявлен в 1985 году и с тех пор отмечается ежегодно. В зонах с достаточным увлажнением на производственных и селекционных посевах развитие болезни достигает 40-80 %, а распространение - до 100 % [5, C. 106], [6, C. 37], [7, C. 92].

Ржавчинные заболевания (бурая, желтая и стеблевая ржавчины) - наиболее опасные и экономически значимые болезни пшеницы, представляющие угрозу продовольственной безопасности как региона, так и страны в целом.

Бурая ржавчина, вызываемая грибом Puccinia triticina f. sp. tritici Erikss. et Henn., является наиболее распространенной болезнью пшеницы в России и в мире [8, C. 326], [9, C. 74]. Потери урожая на восприимчивых сортах могут достигать 40 %.

Желтая (полосатая) ржавчина пшеницы (Puccinia striiformis West.) - относится к особо опасным заболеваниям, которое распространено на всех континентах (кроме Антарктиды). Заражение в осенний период, успешная перезимовка в период мягких зим и развитие в течение вегетационного сезона приводят к поражению растений на 70-100% и потерям урожая до 40-60 %. Зерно формируется щуплым, теряет ценность, энергия прорастания снижается [10, C. 214], [11, C. 13]. На юге России степень развития и распространения патогена ежегодно возрастает [11, C. 14].

Стеблевая ржавчина (биотрофный гриб Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Erik. et Henn.) наиболее вредоносна из всех видов ржавчины. При эпифитотийном развитии болезни потери урожая могут достигать от 50-80 % и более [12, C. 923]. Особую угрозу представляет раса UG99, расширение ареала которой представляет опасность для всей планеты. Зарегистрированы 11 разновидностей этой расы в 13 странах Африки и Азии [13, C. 21]

Scoles G. (2004) утверждает, что селекция резистентности к фитопатогенам - это наиболее экономически выгодный и безопасный с экологической точки зрения метод контроля развития болезней. В отличие от устойчивости к абиотическим факторам резистентность растения-хозяина к болезням носит временный характер. Эволюцию патогена ускоряет наличие в производстве резистентных сортов, и это влечет за собой образование новых более агрессивных физиологических рас [2, C. 76].

В современном сельскохозяйственном производстве востребованы сорта не только с высокими показателями урожайности, адаптированные к местным условиям, но и устойчивые к наиболее опасным заболеваниям [15, с. 5, 16, с. 66]. К настоящему времени доказано, что основное и наиболее радикальное средство защиты посевов от возбудителей листовых болезней - селекция и использование устойчивых сортов. Эволюция патогена приводит к появлению новых вирулентных рас, следствием чего новые сорта утрачивают резистентность и не способны противостоять эпифитотии. Решающим фактором, обеспечивающим успех селекции на иммунитет, является правильно подобранный исходный материал [17, C 164], [18, C. 792].

Иммунологическую оценку к P. tritici-repentis, P. triticina, P. striiformis и P. graminis, проводили на 35 сортах озимой пшеницы селекции Национального центра зерна им. П.П. Лукьяненко, Аграрного научного центра «Донской» и Донского Зонального НИИСХ. Контролем по восприимчивости служили сорта: Мичиган Амбер (для бурой ржавчины), Kaw (для желтой ржавчины), Гелиос (для стеблевой ржавчины), Таня (для желтой пятнистости листьев).

Полевой инфекционный питомник бурой, желтой и стеблевой ржавчины организовали, соблюдая пространственную изоляцию. Для оценки сортов озимой пшеницы на устойчивость к фитопатогенам высевали опытные делянки площадью 1 м², располагая их на инфекционном и контрольном (защищаемом фунгицидом) участках в трехкратной повторности с нормой высева - 20 г зерен на 1 м². Восприимчивый сорт для поддержания инфекционного фона высевали через каждые 10 делянок [19, C. 8-11].

Инокуляцию растений возбудителем желтой пятнистости листьев осуществляли с использованием водно-конидиальной суспензии с титром 5х10³ конидий/мл. Для инокуляции растений ржавчинными грибами использовали спорово-тальковую смесь в соотношении 1:100 при концентрации 10 мг спор/м² , для стеблевой ржавчины - 5 мг спор/м² .

Первый учет болезней проводили в момент появления первых признаков болезни, последующие - до фазы молочно-восковой спелости зерна с интервалом 7-10 дней (не менее трех учетов). Параметрами оценки сортов на устойчивость к ржавчинам были: тип реакции растений на патоген в баллах (по шкале Mains, Jackson - для P. triticina; Gassner, Straib - для P. striiformis; Stakman, Levine - для P. graminis), и степень поражения растений - в процентах по шкале Peterson et al.; для желтой пятнистости листьев пшеницы (P. tritici-repentis) степень поражения в процентах рассчитывали по шкале Saari и Prescott [20, C. 117].

Из 35 изученных районированных сортов озимой пшеницы к желтой пятнистости листьев были выявлены 2 устойчивых: Доля и Сила (селекция НЦЗ им. П.П. Лукъяненко).

По устойчивости к каждому из трех видов ржавчин изученные сорта были ранжированы на пять основных категорий: абсолютно устойчивые (тип реакции 0 баллов, степень поражения - 0 %); высоко устойчивые (тип реакции - 1, 1(2), 1-2 балла, степень поражения до 5 %); устойчивые (тип реакции 1-2 балла, степень поражения 6-10 %); слабо восприимчивые (тип реакции 2(3), 2-3 балла, степень поражения 10-40 %) и сильно восприимчивые (тип реакции 3-4 балла, степень поражения 10-100 %).

Бурая ржавчина. Среди изученных сортов абсолютно устойчивых к P. triticina не найдено ни одного; высоко устойчивых - 10 (Аскет, Алексеич, Безостая 100, Бригада, Васса, Есаул, Еремеевна, Жива, Курень, Утриш); устойчивых - 8 (Лауреат, Сила, Стан, Таня, Трио, Ермак, Станичная, Юка); слабовосприимчивых - 15 (Адель, Антонина, Афина, Баграт, ГРОМ, Грация, Губернатор Дона, Доля, Дмитрий, Калым, Лебедь, Табор, Уруп, Этнос, Юбилейная 100); восприимчивых - 2 (Гурт, Дон мира).

Желтая ржавчина. По отношению к P. striiformis к категории абсолютно устойчивых и высоко устойчивых сортов не обнаружено; устойчивых - 15 (Алексеич, Баграт, Безостая 100, Васса, ГРОМ, Дмитрий, Жива, Еремеевна, Калым, Лауреат, Лебедь, Стан, Трио, Утриш, Юбилейная 100); слабо восприимчивых - 14 (Адель, Антонина, Афина, Бригада, Грация, Гурт, Доля, Есаул, Курень, Сила, Таня, Табор, Уруп, Ермак); восприимчивых - 6 (Аскет, Губернатор Дона, Дон мира, Станичная, Этнос, Юка).

Стеблевая ржавчина. Из 35 изученных сортов к P. graminis выявлен 1 образец с абсолютной устойчивостью - Бригада; высоко устойчивых - 5 (Безостая 100, Васса, Жива, Курень, Утриш); устойчивых - 8 (Стан, Губернатор Дона, Алексеич, Антонина, Афина, Баграт, Сила, Уруп); слабо восприимчивых - 8 (Адель, Дмитрий, Еремеевна, Этнос, Юка, Аскет, Дон мира, Станичная); восприимчивых - 13 (ГРОМ, Грация, Гурт, Доля, Есаул, Калым, Лауреат, Лебедь, Таня, Табор, Трио, Юбилейная 100, Ермак).

В результате анализа полученных данных выявили, что 7 сортов обладают групповой устойчивостью к двум патогенам. Это такие сорта, как Алексеич, Бригада, Еремеевна, Курень, Лауреат, Стан, Трио. 4 сорта оказались устойчивыми к трем патогенам: Безостая 100, Васса, Жива, Сила (таблица 1). К четырем изучаемым патогенам устойчивых сортов не обнаружено.

Таблица 1 - Источники групповой устойчивости к северокавказским популяциям возбудителей бурой, желтой и стеблевой ржавчины, желтой пятнистости листьев (искусственный инфекционный фон, ФГБНУ ВНИИБЗР, 2018 г.)

Выявленные сорта с групповой устойчивостью к опасным болезням являются как ценным материалом в качестве источников устойчивости для селекции новых сортов пшеницы, так и рекомендуются для возделывания в сельскохозяйственном производстве не только на юге России, но и в других регионах РФ.

пшеница озимый устойчивость

Список литературы / References

1. Пресс-служба Минсельхоза Краснодарского края. [Электронный ресурс], URL: http://www.dsh.krasnodar.ru/news/news-2164/ (дата обращения: 17.11.2018)

2. Баталова Г. А. Сорт как фактор регулирования экологического равновесия и продуктивности агрофитоценозов / Г. А. Баталова// Материалы науч.-практич. конф. «Роль генетических ресурсов и селекционных достижений в обеспечении динамичного развития сельскохозяйственного производства».- г. Орел, 2009. - С. 75-79.

3. Шпаар Д. Зерновые культуры (Выращивание, уборка, доработка и использование) /Д. Шпаар и др. - М., «Агродело». - 2008. - 656 с.

4. Анпилогова Л. К. Групповая устойчивость к возбудителям озимой пшеницы и пути ее усиления/ Л.К. Анпилогова, Г. В. Волкова // Вестник защиты растений, 2000. - № 2. - С. 29-32.

5. Волкова Г. В. Желтая пятнистость листьев пшеницы / Г. В. Волкова, О. Ю. Кремнева, А. Е. Андронова и др. // - Монография. - Краснодар, 2012. - 106 с.

6. Кремнева О. Ю. Желтая пятнистость листьев пшеницы и влияние предшественника на ее развитие / О. Ю. Кремнева, Г. В. Волкова, И. Б. Попов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 47. - С. 79-84.

7. Кремнева О. Ю. Расовый состав популяции Pyrenophora tritici-repentis из разных агроклиматических зон Северного Кавказа / О. Ю. Кремнева, Г. В. Волкова // Современные решения в развитии сельскохозяйственной науки и производства. Международный саммит молодых учёных. Краснодар, 26-30 июля 2016 г.

8. Ваганова О. Ф. Иммунологическая оценка районированных сортов озимой пшеницы на устойчивость к бурой ржавчине / О. Ф. Ваганова, О. А. Кудинова, Г. В. Волкова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Материалы Международной научно-практической конференции. Краснодар, 11-13 сентября 2018 г.

9. Roelfs A. P. Rust deseases of wheat: concepts and methods management / A. P. Roelfs, R. P. Singh, E. E. Saari. Mexico, 1992. CIMMIT. - p.81

10. Матвеева И. П. Скрининг источников устойчивости к Pucciniastriiformis West. среди сортообразцов пшеницы различного географического происхождения / И. П. Матвеева, Ю. В. Шумилов, Г. В. Волкова // Научное обеспечение агропромышленного комплекса. IX Всероссийская конференция молодых ученых, посвященная 75-летию В.М. Шевцова. Краснодар, 24-26 ноября 2015 г.

11. Шумилов Ю. В. Желтая ржавчина пшеницы требует особого внимания / Ю. В. Шумилов, Г. В. Волкова // Защита и карантин растений. - 2013. - №8. - С. 13-14

12. Jin Y.Detection of virulence to resistance gene Sr24 within race TTKS of Puccinia graminis sp. Tritici /Y. Jin, L. J. Szabo, Z. A. Pretorius.Plant Dis. 2008; 92:923-926.

13. Койшабаев М. Особенности развития ржавчины и септориоза на яровой пшенице в Северном Казахстане / М.Койшыбаев // Защита и карантин растений - 2017. - № 11. - с. 21-24.

14. Scoles G. The applications of biotechnology to discase resistance breed-ing in oat/ G. Scoles// International Oat Conference. MTT Agrifood Research Fin-land. -2004. - P. 77-84.

15. Энергосберегающие, почвозащитные системы земледелия Ставропольского края (рекомендации), Министерство сельского хозяйства Ставропольского края, Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Ставрополь, 2007.

16. Айтемиров А. А. Перспективные и высокоурожайные сорта зерновых и зернобобовых культур на Северном Кавказе / А. А. Айтемиров, Т. Т. Бабаев, Н. Р. Магомедов // Горное сельское хозяйство - 2016. - № 2. - С.64-71.

17. Берлянд-Кожевников В. М. Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине (генетическое разнообразие популяций гриба и растения-хозяина) / В. М. Берлянд-Кожевников, А. П. Дмитриев, Е. Б. Будашкина и др. // Новосибирск: «Наука» Сибирское отделение, 1978. - 305 с.

18. Жученко А. А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические основы) // М.: Издательство «Агрорус», 2001. - Т. 2. - С. 785-1489.

19. Анпилогова Л. К. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе) / Л. К. Анпилогова, Г. В. Волкова // РАСХН ВНИИБЗР. - Краснодар, 2000. - 28 с.

20. Бабаянц Л. Т. Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах - членах СЭВ / Л. Т.Бабаянц, А. Мештерхази, В. Вехтер и др. // Прага, 1988. - 321 с.

Размещено на Allbest.ru